5.2 金属矿物 铁的冶炼 课件 (共19张PPT)2023-2024学年初中化学沪教版九年级上册

(共19张PPT)
第2节 金属矿物 铁的冶炼
炼铁厂
日常生活中我们使用的铁制品是怎样生产出来？
1.能说出常见金属矿物的种类和成分。
2.能概述实验室炼铁的装置、步骤、现象、反应原理。
3.能依据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
1、金属元素在自然界中分布很广，极少数________的金属（如： 等）有单质存在外，其余多数以________存在。金属化合物在自然界以 的形式存在。
2、铁的矿物主要有 、 、 等。
3、使________________________，叫做金属的冶炼。
知识点一、金属矿物
不活泼
金、银
化合物
矿物
赤铁矿
磁铁矿
菱铁矿
金属矿物变成金属的过程
知识点二、铁的冶炼
1.实验室炼铁
（1）实验室炼铁的主要原料是 和 。
（2）实验室炼铁的原理：_________________________。
（3）实验开始时，先通_____________________，再 ，
当 色粉末变成 色时停止加热。
CO
Fe2O3
CO排出装置内的空气后
加热氧化铁
红棕
黑
2.工业炼铁
（1）工业炼铁的主要设备是 和 。
（2）工业炼铁的主要原料：_________________________。
（3）焦炭的主要作用：__________________、__________________ 。
（4）石灰石的作用_______________________。
（5）通过高炉炼得得铁为_______，仍含有少量杂质。
CO
Fe2O3
生铁
提供高温
提供CO
将矿石中的SiO2转化为炉渣
一、常见的金属矿物
【探究1】常见的金属矿物
一些金属矿物
地壳中金属元素的含量（质量分数）
交流与讨论
你知道学校所在地区（或家乡）有哪些金属矿物？能识别它们吗？请收集矿石标本，并跟同学交流。
【探究2】实验室炼铁
观察与思考
怎样用铁矿石炼铁？我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。
在图所示装置的硬质粗玻璃管中，放入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，当红棕色粉末变成黑色时停止加热。玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳，观察石灰水有什么变化。把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，试验它能不能被磁铁吸起，并将黑色粉末加入稀盐酸中，观察实验现象。判断反应中生成了什么物质。
二、铁的冶炼
1.上述一氧化碳与氧化铁反应的实验中，对实验操作顺序有哪些具体要求？试说明理由。
交流与讨论
停止通入CO
通入CO
停止加热玻璃管
加热玻璃管
先通入CO，是为了排尽装置内的空气，防止加热不纯净的CO发生爆炸现象。
最后停止通入CO，是为了防止空气进入装置内，使热的铁与氧气反应。
2.产物的检验：
（1）检验它能不能被磁铁吸起，并将黑色粉末加入稀盐酸中，有怎样的现象，并写出相关化学方程式。
（2）将尾气通入澄清石灰水中，有怎样的现象，并写出相关化学方程式。
黑色粉末表明有气泡产生，溶液逐渐变成浅绿色。
石灰水变浑浊
实验现象：
红棕色固体逐渐变成黑色粉末，石灰水变浑浊，黑色粉末能被磁铁吸起，能和稀盐酸反应产生气泡。
实验结论：
CO和Fe203反应生成了二氧化碳和铁
实验原理：
一氧化碳与氧化铁的反应
3.尾气的处理：
请根据CO的性质设计合理的尾气处理装置。
【探究3】工业炼铁
请你写出炼铁过程中主要的化学反应
某钢铁公司用 490 万吨含氧化铁 60％的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁多少万吨。
交流与讨论
氧化铁的质量
（ ）
纯铁的质量
（ ）
490万t×60%× 70%
490万t×60%
m(铁)=205.8万t
金属的冶炼方法
许多金属（如锰、锌、铁、镍和铅等）的冶炼，是把它们的矿物跟焦 炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。
有些金属（如钠、钾、镁和铝等）很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。例如，在一定条件下，从氧化铝制 金属铝就需要使用电解的方法。
通常把金属（如铁）跟氧结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化（oxidize）。金属氧化物跟焦炭、氢气和一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原（reduction）。
拓展视野
1．写出高炉炼铁的主要反应的化学方程式:
（1）碳燃烧放热________________________，
（2）碳高温下与CO2反应产生CO________________________，
（3）CO还原氧化铁_____________________________。
2.某炼铁厂每天消耗含氧化铁70%的赤铁矿16 t，则理论上可生产出含杂质4%的生铁多少吨？(要求根据化学方程式进行计算，计算结果精确到0.01)
16t×70%
112
160
x
解：设可生产出含杂质4%的生铁的质量为X。
x=7.84t
答：可生产出含杂质4%的生铁7.84t
1.实验室炼铁
（1）装置如右图
（2）步骤
（3）现象
（4）反应原理
红棕色固体逐渐变成黑色粉末，石灰水变浑浊
2.工业炼铁
设备：
原料：
高炉
焦炭、铁矿石、石灰石、空气
反应原理